Классификация и виды продукции

П р о к а т к а — это способ деформации заготовки во вращающихся валках, самый распространенный способ ОМД. Прокаткой получают чаще всего длинномерные изделия (сортовой простой и фасонный прокат, катанку, ленту, трубы и др.), а также листы.

Классификация процессов прокатки аналогична классификации прокатных станов (см. подраздел 2.4) и здесь подробно не рассматривается. Отметим лишь основные разновидности прокатки по расположению осей вращения валков относительно оси прокатки: п р о д о л ь н а я прокатка (оси перпендикулярны); п о п е р е ч н а я (оси параллельны) и в и н т о в а я (оси расположены под острым углом). Самой распространенной является продольная прокатка, а способ продольной прокатки полосы в двух одинаковых цилиндрических валках известен как простой случай прокатки и подробно рассматривается во всех учебниках по теории прокатки.

Основные схемы прокатки приведены на рис. 3.1. Видно, что существуют две схемы прокатки: традиционная (устаревшая) — из слитка (рис. 3.1, а) и современная (рис. 3.1, б) — из непрерывнолитой заготовки (НЛЗ).

Традиционный технологический процесс прокатки является достаточно сложным, многопереходным и затратным. При использовании НЛЗ технологическая схема значительно упрощается и обладает следующими преимуществами:

• сокращается целый передел прокатки на обжимных и заготовительных станах;

3.1. Классификация и виды продукции

 

• ликвидируется парк изложниц и железнодорожных составов для доставки слитков, сокращается расход металла при обрезке донной и прибыльной частей слитка;

• сокращаются площади складов передельного проката, печи для подогрева заготовок и др.;

• значительно улучшается качество заготовок и готового проката.

Рис. 3.1. Основные схемы прокатки:

Блюм

СЛИТОК

Сляб

НЛЗ

Заготовка

Сортовой прокат

Простые профили

Фасонные профили

Трубы бесшовные

Катанка

Трубы сварные

Штрипс

Горячекатаный

лист

Холоднокатаный

лист

б

а

а — традиционная; б — современная

На рис. 3.1 показаны следующие разновидности прокатного полупродукта и готовой продукции.

Б л ю м — это полупродукт квадратного или близкого к квадратному сечения размером 140—450 мм.

С л я б — это полупродукт прямоугольного сечения для последующей горячей прокатки листов толщиной 100—350 мм, шириной 300—2200 мм, длиной 1 200—11 000 мм. Отношение ширины к толщине может быть до 3—4.

З а г о т о в к а — полупродукт квадратного или близкого к нему сечения от 40 до 250 мм, прокатываемый из блюмов.

В современной схеме прокатного производства блюмы, слябы и заготовки могут быть непрерывнолитыми.

Сортовой прокат делится на простые и фасонные профили. Простые профили (круг, квадрат, шестиугольник, прямоугольник, полоса — в порядке расположения слева направо на рис. 3.1) производятся из заготовки и классифицируются по крупности: крупный (80—200 мм), средний (40—80 мм), мелкий (8—40 мм), катанка ( проволока диаметром 5,5—8 мм ).

Ф а с о н н ы е п р о ф и л и (уголок, тавр, швеллер, двутавр, рельс, зетовый — в порядке расположения слева направо на рис. 3.1) прокатывают также из заготовки. Высота профилей — до 500 мм, ширина — до 250 мм.

Г о р я ч е к а т а н ы й л и с т получают из слябов шириной

600—5000 мм и разделяют на толстый (толщиной 4—160 мм) и тонкий (2—4 мм).

Х о л о д н о к а т а н ы й л и с т выпускают толщиной менее 0,15—2 мм. Разновидностью этой продукции является жесть толщиной до 0,07 мм.

Ш т р и п с — это холоднокатаная лента, из которой производятся сварные трубы.

Бесшовные трубы диаметром 25—550 мм получают горячей прокаткой из круглого проката или НЛЗ на трубопрокатных агрегатах, а меньшего диаметра (до 3 мм) — холодной прокаткой и волочением.

3.2. Калибровка валков

 

Сварные трубы диаметром от 5 до 5 000 мм получают из холоднокатаного листа (большого диаметра) либо штрипса.

Калибровка валков

Продольная прокатка производится с помощью цилиндрических валков с гладкой бочкой (для получения полос и листов) и калиброванных валков (для прокатки простых и фасонных профилей).

Основные элементы и размеры калиброванных валков приведены на рис. 3.2.

1

2

3

4

5

6

7

4

D

в

D

б

D

i

D

к

h

L

б

B

б

b



2

Рис. 3.2. Ручьевые валки:

1 — ручей; 2 — калибр; 3 — центр калибра; 4 — оси вращения валков; 5 — вершина калибра; 6 — реборда (бурт); 7 — линия разъема калибра; 8 — линия цент-

ров валков

Вырез, соответствующий форме прокатываемого профиля, называется ручьем. Ручьи валков образуют калибр высотой h и шириной b.

D _i — начальный (идеальный) диаметр валка — расстояние между осями вращения валков либо между центрами калибров; D_б — диаметр валка по ребордам (по бочке):

D_б = D _i – ₂,

где ₂ — зазор между ребордами валков;

D_к— катающий диаметр валка — диаметр в сечении, где скорости металла и валка совпадают;

D_в — диаметр валка по вершине калибра (минимальный); L_б — длина (ширина) валка по бочке; B_б — ширина реборды.

Глубина нарезки ручья оценивается коэффициентом вреза:

h q     .

 

D i

Калибры подразделяются на простые (рис. 3.3, 1—8) и фасонные (рис. 3.3, 9) для прокатки сложных профилей (уголок, тавр, швеллер, двутавр и др.). Также калибры могут быть открытые (линия разъема калибра совпадает с его осью симметрии либо расположена внутри калибра, рис. 3.3, 1—7) и закрытые (линия разъема расположена на верхней или нижней грани, рис. 3.3, 8, 9).

По месту в технологической цепочке калибры делятся на вытяжные, предназначенные для уменьшения площади поперечного сечения прокатываемой полосы, и отделочные — для придания прокатываемой полосе требуемой формы без значительной вытяжки.

Практикой установлены следующие устойчивые системы (пары) вытяжных калибров: ящичные, ромб — квадрат, овал — квадрат, шестиугольник — квадрат, овал — ребровой овал и некоторые другие.

3.2. Калибровка валков

 

Ê à ë è á ð î â ê à â à ë ê î â — ýòî ñèñòåìà ïîñëåäîâàòåëüíî ðàñïîëîæåííûõ êàëèáðîâ, îáåñïå÷èâàþùàÿ â ïðîöåññå ïðîêàòêè ïîëó÷åíèå òðåáóåìîãî ïðîôèëÿ èç çàäàííîé çàãîòîâêè.

Ðàñ÷åò ÷àùå âñåãî îñóùåñòâëÿåòñÿ èòåðàöèîííûì ìåòîäîì è òðåáóåò áîëüøîãî îáúåìà òðóäîåìêèõ âû÷èñëåíèé, ïîýòîìó âûïîëíÿåòñÿ íà ÝÂÌ ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûõ ïàêåòîâ ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì è ñèñòåì àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâà-

Ðèñ. 3.3. Âèäû êàëèáðîâ:

1 — ÿùè÷íûé îòêðûòûé; 2 — êâàäðàòíûé; 3 — ðîìáè÷åñêèé; 4 — îâàëüíûé; 5 — ðåáðîâîé îâàëüíûé; 6 — êðóãëûé; 7 — øåñòèóãîëüíûé; 8 — ÿùè÷íûé çàêðûòûé; 9 — ôàñîííûé; h_ê — âûñîòà êàëèáðà, b_ê — øèðèíà, r — ðàäèóñ

 

¹ Ñì.: Ñìèðíîâ Â. Ê., Øèëîâ Â. À., Èíàòîâè÷ Þ. Â. Êàëèáðîâêà ïðîêàòíûõ âàëêîâ : ó÷åá. ïîñîáèå äëÿ âóçîâ. 2-å èçä., ïåðåðàá. è äîï. Ì. : Òåïëîòåõíèêà, 2010. 490 ñ.

Расчет калибровки валков производится в следующей последовательности:

1) рассчитывают коэффициент общей вытяжки µ_ = F₀/F_пр, где F₀ — площадь поперечного сечения исходной заготовки, F_пр — площадь поперечного сечения прокатываемого профиля;

2) определяют число проходов прокатки n = ln µ_/ln µ_пр, где µ_пр = 1,2…1,5 — предельный коэффициент вытяжки при прокатке по данным опыта для рассматриваемого сортамента;

3) выбирают способ прокатки начиная с чистовых калибров;

4) уточняют коэффициенты вытяжки в каждом проходе µ_i;

5) рассчитывают размеры калибров начиная с чистовых;

6) рассчитывают энергосиловые параметры прокатки и условия захвата в каждой клети;

7) при необходимости корректируют расчеты.

На рис. 3.4 приведены примеры систем калибров для сортового проката.

Далее рассмотрим производство перечисленных видов полупродукта и готового проката в соответствии с рис. 3.1 на примерах.